ichkan1
- 2021년 9월 14일
- 5분 분량

[ILS] 정비성(Maintainability) 설계 Guideline

목 차 1. 개요... 1 2. 정비성(Maintainability) 설계 고려사항.. 1 2.1 주요 고려사항(Specific Considerations). 1 2.1.1 지원개념(Support Concept). 1 2.1.2 운용 및 지원환경(Operation and Support Environment). 2 2.1.3 예방정비 적용... 3 2.1.4 2계단 정비 적용... 3 2.2 인간공학(Human Engineering). 3 2.2.1 식별성... 3 2.2.2 접근성... 4 2.2.3 취급성... 4 2.2.4 정보의 제공... 4 2.2.5 조종기... 5 2.3 공구 및 지원장비(Tool and Support Equipment). 5 2.4 교육 및 훈련(Training). 5 2.5 시험성 및 진단성(Testability and Diagnostics). 6 2.5.1 시험성(Testability). 6 2.5.2 진단성(Diagnostics). 9 2.6 인터페이스 및 연결(Interface and Connections). 9 2.7 안전성(Safety). 10

표목차 표 1 정비계단.. 2 표 2 지원 개념 선택 자유도... 2 표 3 교육 및 훈련 종류 및 특징... 6 표 3 시험성 관련 설계 원칙... 6 표 4 시험성 체크리스트... 7 표 5 인터페이스 및 연결 Guideline. 10 표 6 안전성 설계 Guideline. 10 그림목차 그림 1 부품 선택, 적용 및 통제 Process Flow.. ２ 그림 2 공급업체 선정 방법론... ４ 그림 3 고장율 vs. 시간 및 성숙도... ７ 그림 4 외부 컨넥터 삽입 예... １６ 그림 5 전선 연결의 예... １７

1. 개요

본 문서는 000 체계개발 시 고려해야 할 신뢰성 설계에 대한 지침을 제공하며, 설계자는 본 문서의 정비성 관련 요소들을 반드시 고려하여 설계 해야 한다.

2. 정비성(Maintainability) 설계 고려사항

무기체계가 운영 수명기간 동안 얼마나 경제적, 효과적으로 윤영될 수 있는가는 정비성(Maintainability)에 많은 영향을 받는다. 따라서 정비성 설계는 무기체계 설계 프로세스의 필수적인 부분으로서 설계자는 다음의 정비성 관련 요소들을 반드시 고려하여 설계를 진행해야 한다.

가. 인적요소(Human Factor)

나. 시험성(Testability)

다. 진단성(Diagnostics)

라. 안전성(Safety)

마. 표준화 및 호환성(Standardization & Interchangeability)

바. 공구 및 지원장비(Tool & Support Equipment)

사. 교육 및 훈련(Training)

2.1 주요 고려사항(Specific Considerations)

무기체계의 소유비용(Ownership Cost) 및 가용도 요구조건은 점차 복잡해지고 있으며, 무기체계의 정비성 요구조건은 주요 성능 특성(Performance Characteristics)과 동등한 수준의 중요성을 가진다.

정비성 설계의 기본 목적은 무기체계의 운용 준비 요구조건을 충족시킴과 동시에 지원비용을 감소시키는데 있다. 만약 무기체계가 정비성 목표를 충족하지 못하면 수명주기 후반부에 매우 많은 비용을 초래하는 설계변경이 발생하는 경우가 많으므로, 가능한 한 설계 프로세스의 초기에 정비성 관련 문제를 식별하여 수정해야 한다.

2.1.1 지원개념(Support Concept)

지원개념은 다음의 내용을 포함한다.

가. 고객(소요군)이 무기체계를 정비하고자 하는 정비개념

나. 고장 발생 시 조치방법(폐기처분 또는 완전 분해수리 등)

다. 주기검사 또는 계획정비 등의 수행여부

라. 정비 수행 주체(소요군, 제작업체, 전문 정비업체 또는 이 3자의 조합)

마. 정비계단(부대정비, 야전정비, 창정비)

표1 정비계단

정비업무 유형은 크게 두 가지 업무로 구분할 수 있다. 첫 번째는 예방정비(PM, Preventive Maintenance)로서 주로 부대급 수준에서 점검(Inspection), 근무(Servicing), 시간제 검사 및 주기검사 등의 방법을 통해 무기체계를 운용 가능한 상태로 유지하는 정비업무를 말한다. 두 번째는 고장정비(CM, Corrective Maintenance)인데 이는 무기체계의 고장 발생 후 운용 가능상태로 회복시키기 위한 고장배제가 주된 업무로 부대, 야전, 창급 단계에서 모두 수행될 수 있다.

지원 개념을 선택할 수 있는 자유도는 무기체계가 신규 개발품인지, 비 개발품인지, 상업규격품(COTS)인지의 여부에 따라 달라지는데, 신규 개발품은 지원 개념의 선택의 자유도가 크고 상업규격품의 경우 지원 개념의 선택 자유도가 거의 없다고 볼 수 있다.

표2 지원 개념 선택 자유도

2.1.2 운용 및 지원환경(Operation and Support Environment)

설계자는 무기체계의 운용 및 정비 환경적 요소를 고려하여 설계를 진행해야 한다. 온도, 습도 등과 같은 환경 요소는 임무 및 정비 수행에 제약 요소로 작용하기 때문인데 예를 들어 매우 추운 기후에서 무기체계의 정비를 수행해야 하는 환경일 경우, 두꺼운 옷과 장갑을 착용해야 한다. 이러한 복장은 움직임과 동작을 제한하고 더 많은 정비 공간을 요함으로써 정비능력을 감소시킨다. 따라서 설계자는 소요군의 운용 및 정비 인력을 무기체계 개발 초기 설계 단계에 참여 시키거나, 직접 소요군을 방문하여 운용 및 지원 환경에 대한 정보를 획득하는 등의 방법을 통해 반드시 환경적 요소를 고려한 설계가 진행되도록 해야 한다.

2.1.3 예방정비 적용

무기체계의 가용도를 높이고, 수명주기 비용을 감소시킬 수 있는 효율적 방법 중 하나가 예방정비이다. 고장이 발생하지 않더라도 일정한 주기 별로 주요 구성품에 대한 점검(Inspection) 및 근무(Servicing) 등의 예방적 조치로 무기체계의 효율성을 높일 수 있다. 정비행위를 통해 고장의 발생가능성을 감소시킬 수 있거나 고장 징후에 대한 정량적인 식별이 가능할 경우에 예방정비 업무를 적용할 수 있다. 예방정비는 무작위한(Random) 고장 패턴을 보이는 전자 부품보다는 시간이 지남에 따라 마모되기 시작하는 기계 부품에 더욱 적합한 경향을 보인다. 아울러 예방정비는 정비행위를 수행함으로써 허용할 수 있는 수준으로 고장률을 낮출 수 있거나, 고장정비 만으로 무기체계를 유지하는 것보다 비용효율적인 경우에만 적용하여야 한다. 설계자는 이러한 예방정비 업무의 특성을 충분히 이해하고 무기체계의 주요 구성품에 대해 적절한 예방정비 업무 방법에 대한 고려를 포함하여 설계를 진행해야 한다.

2.1.4 2계단 정비 적용

2계단 정비는 무기체계의 임무 목표를 충족시킴과 동시에 인력, 장비, 시설 및 군수수요를 감소시키기 위한 노력의 일환으로 미공군으로부터 그 개념이 시작되었다. 기존의 부대정비-야전정비-창정비의 3계단 중 야전정비 계단의 업무를 부대정비 및 창정비로 분산시킴으로써 부대정비-창정비(지역 정비 센터:Regional Repair Center)의 2계단 정비 구조를 형성하는 개념이다. 2계단 정비는 정비 효율성을 증대시킬 수 있고, 저비용을 유지하면서 정비 유동성을 향상 시킬 수 있는 장점이 있으므로 무기체계 설계 시 2계단 정비 적용여부를 고려해야 한다.

2.2 인간공학(Human Engineering)

설계자는 무기체계 설계 시 다음의 인적요소(Human Factor)를 반드시 고려해야 한다.

가. 식별성

나. 접근성

다. 취급성

라. 정보의 제공

마. 조종기

2.2.1 식별성

식별성 관련 설계 고려사항은 다음과 같다

가. 구성품의 명칭, 부품번호 등 식별을 위한 명판 및 식별표식(Label 등)이 있어야 한다.

나. 장비의 전원인가상태 및 정상/비정상 여부를 판단할 수 있는 표식이 있어야 한다.

다. 장비내부 배선장치들의 오결합 방지를 위한 식별표식이 있어야 한다.

라. Plug-in 품목은 교환 작업이 용이하도록 한 방향으로 가이드 라인을 표시해야 한다.

마. 극성이 구분되어진 배선을 식별하기 쉽도록 (+), (-) 표시나 Color Code 등을 표시해야 한다.

그림1 Plug-in 품목 가이드라인 표시 예

2.2.2 접근성

접근성 관련 설계 고려사항은 다음과 같다.

가. 점검창(Access Door)의 크기, 위치 및 형태가 적절하게 고려되어야 한다.

나. 시험단자(Probe), 납땜인두, 기타 공구를 사용하는데 있어서 충분한 공간이 있어야 한다.

다. 고장품목 및 교환품목 제거 시 접근의 용이성 및 간섭의 최소화를 실현할 수 있도록 구성품 및 케이블을 배치해야 한다.

라. 고장부품 제거 및 교환 시 타 부품에 손상을 미치지 않도록 설계해야 한다.

마. 시한성 품목과 정비빈도가 많이 예상되는 품목의 접근 및 교환이 용이하도록 덮개만 제거하여 작업 가능하도록 설계해야 한다.

바. 정비 수행이 가능하도록 적절한 접근공간과 작업공간을 확보할 수 있도록 설계해야 한다.

그림2 공구의 공간확보 예

2.2.3 취급성

취급성 관련 설계 고려사항은 다음과 같다.

가. 취급을 용이하도록 하기 위해 구성품 등의 적절한 위치에 손잡이를 설치해야 한다.

나. 구성품의 모듈화 설계 시 한 사람이 취급 및 운반할 수 있는 무게(18kg 이하)를 고려하여 설계해야 한다.

다. 취급장비(인양장비 등)를 이용하여 이동이 필요한 장비의 경우 적절한 부위에 인양고리를 설치해야 한다.

그림3 취급성 증대를 위한 손잡이 설치 예

2.2.4 정보의 제공

정보의 제공과 관련한 설계 고려사항은 다음과 같다.

가. 시각, 청각, 촉각 등 적절한 인간의 감각을 통해 무기체계의 주요 정보가 식별될 수 있도록 설계해야 한다.

나. 특히 시각 정보의 경우 칼라(흑, 백), 기호/문자, 움직이는 바늘 등 눈으로 보고 쉽게 정보를 인식할 수 있도록 설계해야 한다.

다. 취급의 주의, 무기체계의 위험한 상태 등에 대한 경고 신호의 경우 신속히 인지할 수 있도록 시각(붉은 계열 색상 사용) 및 청각(알람, 경고음 등) 등 여러 감각에 의해 상황이 인지될 수 있도록 설계해야 한다.

2.2.5 조종기

조종기 관련 설계 고려사항은 다음과 같다.

가. 조작을 위한 공간의 확보 및 식별표식을 고려하여 배치해야 한다.

나. 순서적으로 사용되는 조종기의 경우 왼쪽에서 오른쪽으로 또는 위쪽에서 아래쪽으로 정렬되도록 설계해야 한다.

다. 중요성, 사용빈도, 사용순서, 기능 등에 따라 조종판 및 조종기를 배치해야 한다.

라. 무기체계의 위험한 상태를 초래하거나 중요한 장비의 조종기 또는 스위치에는 안전장치(커버 등)를 적용해야 한다.

마. 기타 인간공학(Human Engineering)적 요소를 고려하여 설계해야 한다.

그림4 표시기 정렬 순서 예

2.3 공구 및 지원장비(Tool and Support Equipment)

설계자는 무기체계의 지원(정비)에 필요한 공구 및 장비를 식별해야 하는데, 운용지원비용 및 교육소요를 최소화하기 위해서 다른 장비에 이미 사용되고 있는 공구 및 지원장비를 사용토록 하는 것이 중요하다. 즉 가능한 한 특수공구 및 지원장비의 소요가 최소화 되도록 설계해야 한다. 공구 및 지원장비의 신규 소요가 불가피할 경우 가상현실(Virtual Reality) 및 시뮬레이션 기술 등을 사용하여 그 적정성을 확인해야 하며, 설계 Trade Off Study 시 공구 및 지원장비에 대한 안건을 포함해야 한다.

2.4 교육 및 훈련(Training)

교육 및 훈련관련 설계 고려사항은 다음과 같다.

가. 설계 형상이 훈련 소요를 감소시키도록 각 정비 계단의 진단 자원(Diagnostic Resource)를 포함하도록 설계해야 한다.

나. 다른 장비에 이미 사용되고 있는 공구 및 장비의 사용이 가능토록 설계해야 한다.

다. 특수 교육 소요가 최소화 되도록 해야 한다.

라. 정비인력 인원 수 및 숙련도 요구조건을 감소시키도록 설계해야 한다.

마. 계획된 정비 인원이 그들의 현재 기술로 정비 가능토록 설계해야 한다.

바. 특수 교육훈련 장비의 소요가 최소화 되도록 설계해야 한다.

기본적인 교육 및 훈련 방법은 다음의 표2와 같다.

표2 교육 및 훈련 종류 및 특징